iOS蓝牙开发

作者: DestinyFighter_ | 来源:发表于2015-12-17 15:52 被阅读1398次

    iOS 蓝牙开发主要有以下几种方法:

    1. GameKit.framework

    是最基本的蓝牙通讯框架,通过蓝牙可以实现文件的共享(仅限设备沙盒中的文件), 只能存在于iOS设备之间,同一个应用内连接.多用于游戏开发,比如五子棋对战.从 iOS7 开始过期了.

    2. CoreBlueTooth.framework

    必须要支持蓝牙4.0,且iPhone4以上,即至少4s手机。可与第三方设备交互数据,蓝牙4.0以低功耗著称,所以一般被称为BLE(bluetooth low energy).

    3. ExternalAccessory.framework

    可于第三方蓝牙设备交互,但是它有个不好的地方,External Accessory 需要拿到苹果公司的MFI认证。官方demo是 EADemoBTLE .

    4. Multipeer Connectivity.framework

    只能用于iOS设备之间,且iOS7才引入。主要是为了共享文件,但是文件是在 Sandbox 内. 

    一般推荐使用第二种.

    CoreBluetooth 介绍

    CoreBluetooth框架的核心其实是两个东西,peripheral 和 central, 可以理解成外设和中心。对应他们分别有一组相关的API和类,如下图所示:

    每个蓝牙4.0的设备都是通过服务和特征来展示自己的,一个设备必然包含一个或多个服务,每个服务下面又包含若干个特征。特征是与外界交互的最小单位。比如说,一台蓝牙4.0设备,用特征A来描述自己的出厂信息,用特征B来与收发数据等。

    服务和特征都是用UUID来唯一标识的,UUID的概念如果不清楚请自行google,国际蓝牙组织为一些很典型的设备(比如测量心跳和血压的设备)规定了标准的service UUID.

    特征的UUID比较多,这里就不列举了, 如下:

    #define      BLE_UUID_ALERT_NOTIFICATION_SERVICE  0x1811

    #define     BLE_UUID_BATTERY_SERVICE   0x180F

    #define     BLE_UUID_BLOOD_PRESSURE_SERVICE   0x1810

    #define     BLE_UUID_CURRENT_TIME_SERVICE   0x1805

    #define     BLE_UUID_CYCLING_SPEED_AND_CADENCE   0x1816

    #define     BLE_UUID_DEVICE_INFORMATION_SERVICE   0x180A

    #define     BLE_UUID_GLUCOSE_SERVICE   0x1808

    #define     BLE_UUID_HEALTH_THERMOMETER_SERVICE   0x1809

    #define     BLE_UUID_HEART_RATE_SERVICE   0x180D

    #define     BLE_UUID_HUMAN_INTERFACE_DEVICE_SERVICE   0x1812

    #define     BLE_UUID_IMMEDIATE_ALERT_SERVICE   0x1802

    #define     BLE_UUID_LINK_LOSS_SERVICE   0x1803

    #define     BLE_UUID_NEXT_DST_CHANGE_SERVICE   0x1807

    #define     BLE_UUID_PHONE_ALERT_STATUS_SERVICE   0x180E

    #define     BLE_UUID_REFERENCE_TIME_UPDATE_SERVICE   0x1806

    #define     BLE_UUID_RUNNING_SPEED_AND_CADENCE   0x1814

    #define     BLE_UUID_SCAN_PARAMETERS_SERVICE   0x1813

    #define     BLE_UUID_TX_POWER_SERVICE   0x1804

    #define     BLE_UUID_CGM_SERVICE   0x181A

    作为一个中心要实现完整的通讯,一般要经过这样几个步骤:

    建立中心角色 — 扫描外设(discover)— 连接外设(connect) — 扫描外设中的服务和特征(discover) — 与外设做数据交互(explore and interact) — 断开连接(disconnect)。

    1. 建立中心角色

    首先在我自己类的头文件中要包含CoreBluetooth的头文件,并继承两个协议,代码如下:

    2. 扫描外设(discover)

    在代理方法中扫描外部设备, 代码如下:

    /**

    *  scanForPeripheralsWithServices :如果传入指定的数组,那么就只会扫描数组中对应ID的设备

    *                                  如果传入nil,那么就是扫描所有可以发现的设备

    *  扫描完外部设备就会通知CBCentralManager的代理 */

    - (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central {

    if ([central state] ==CBCentralManagerStatePoweredOn) {

             [manager  scanForPeripheralsWithServices:nil  options:options];

    }}

    /**

    *  发现外部设备,每发现一个就会调用这个方法

    *  所以可以使用一个数组来存储每次扫描完成的数组 */

    - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI {

    //有可能会导致重复添加扫描到的外设

    //所以需要先判断数组中是否包含这个外设

    if (![self.peripherals containsObject:peripheral]) {

    [self.peripherals addObject:peripheral];

    }}

    3. 连接外设(connect)

    当扫描到4.0的设备后,系统会通过回调函数告诉我们设备的信息,然后我们就可以连接相应的设备,代码如下:

    - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary*)advertisementData RSSI:(NSNumber*)RSSI {

    if ([peripheral.name  isEqualToString:BLE_SERVICE_NAME]){

    [self connect:peripheral];

    }}

    -(BOOL)connect:(CBPeripheral *)peripheral{

    self.manager.delegate =self;

    [self.manager connectPeripheral:peripheral options:[NSDictionary dictionaryWithObject:[NSNumber numberWithBool:YES] forKey:CBConnectPeripheralOptionNotifyOnDisconnectionKey]];

    }

    4. 扫描外设中的服务和特征(discover)

    同样的,当连接成功后,系统会通过回调函数告诉我们,然后我们就在这个回调里去扫描设备下所有的服务和特征,代码如下:

    - (void)centralManager:(CBCentralManager*)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral*)peripheral {

    NSLog(@"Did connect to peripheral: %@", peripheral);

    _testPeripheral = peripheral;

    [peripheral setDelegate:self];

    [peripheral discoverServices:nil];

    }

    一个设备里的服务和特征往往比较多,大部分情况下我们只是关心其中几个,所以一般会在发现服务和特征的回调里去匹配我们关心那些,比如下面的代码:

    - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError*)error {

    NSLog(@"didDiscoverServices");

    if(error) {

    NSLog(@"Discovered services for %@ with error: %@", peripheral.name, [error localizedDescription]);

    if([self.delegate respondsToSelector:@selector(DidNotifyFailConnectService:withPeripheral:error:)])

    [self.delegate DidNotifyFailConnectService:nil withPeripheral:nil error:nil];

    return;}

    for(CBService *service in peripheral.services){

    //发现服务

    if([service.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:UUIDSTR_ISSC_PROPRIETARY_SERVICE]]) {

    NSLog(@"Service found with UUID: %@", service.UUID); 
    //查找特征

    [peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service];

    break;}}}

    //-----------------

    - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError*)error {

    if(error) {

    NSLog(@"Discovered characteristics for %@ with error: %@", service.UUID, [error localizedDescription]);

    [selferror];

    return;}

    NSLog(@"服务:%@",service.UUID);

    for(CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics){

    //发现特征

    if([characteristic.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:@"xxxxxxx"]]) {

    NSLog(@"监听:%@",characteristic);
    //监听特征

    [self.peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:characteristic];}}}

    相信你应该已经注意到了,回调函数都是以"did"开头的,这些函数不用你调用,达到条件后系统后自动调用。

    5. 与外设做数据交互(explore and interact)

    发送数据很简单,我们可以封装一个如下的函数:

    //写数据

    -(void)writeChar:(NSData*)data {

    [_testPeripheral writeValue:data forCharacteristic:_writeCharacteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse];

    }

    _testPeripheral和_writeCharacteristic是前面我们保存的设备对象和可以读写的特征。

    然后我们可以在外部调用它,比如当然我要触发刷卡时,先组好数据包,然后调用发送函数:

    -(void)msrRead {

    unsigned char command[512] = {0};

    unsigned char char *pTmp;

    int nSendLen =0;

    unsigned char ucCrc[3] = {0};

    _commandType = COMMAND_MSR_READ;

    pTmp = command;

    *pTmp =0x02;//start

    pTmp++;

    *pTmp =0xc1;//main cmd

    pTmp++;

    *pTmp =0x07;//sub cmd

    pTmp++;

    nSendLen =2;

    *pTmp = nSendLen/256;

    pTmp++;

    *pTmp = nSendLen%256;

    pTmp++;

    *pTmp =0x00;//sub cmd

    pTmp++;

    *pTmp =0x00;//sub cmd

    pTmp++;

    Crc16CCITT(command+1,pTmp-command-1,ucCrc);

    memcpy(pTmp,ucCrc,2);

    NSData*data = [[NSData alloc]initWithBytes:&command length:9];

    NSLog(@"send data:%@", data);

    [g_BLEInstance.recvDatasetLength:0];

    [g_BLEInstance writeChar:data];

    }

    数据的读分为两种,一种是直接读(reading directly),另外一种是订阅(subscribe)。从名字也能基本理解两者的不同。实际使用中具体用一种要看具体的应用场景以及特征本身的属性。前一个好理解,特征本身的属性是指什么呢?特征有个properties字段(characteristic.properties),它是一个整型值,有如下几个定义:

    enum{

    CBCharacteristicPropertyBroadcast =0x01,

    CBCharacteristicPropertyRead =0x02,

    CBCharacteristicPropertyWriteWithoutResponse =0x04,

    CBCharacteristicPropertyWrite =0x08,

    CBCharacteristicPropertyNotify =0x10,

    CBCharacteristicPropertyIndicate =0x20,

    CBCharacteristicPropertyAuthenticatedSignedWrites =0x40,

    CBCharacteristicPropertyExtendedProperties =0x80,

    };

    比如说,你要交互的特征,它的properties的值是0x10,表示你只能用订阅的方式来接收数据。我这里是用订阅的方式,启动订阅的代码如下:

    //监听设备

    -(void)startSubscribe{

    [_testPeripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:_readCharacteristic];

    }

    当设备有数据返回时,同样是通过一个系统回调通知我,如下所示:

    - (void)peripheral:(CBPeripheral*)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic*)characteristic error:(NSError*)error{

    if(error){

    NSLog(@"Error updating value for characteristic %@ error: %@", characteristic.UUID, [error localizedDescription]);

    if([_mainMenuDelegate respondsToSelector:@selector(DidNotifyReadError:)])

    [_mainMenuDelegateDidNotifyReadError:error];

    return;}

    [_recvData appendData:characteristic.value];

    if([_recvData length] >=5){//已收到长度

    unsigned char char* buffer = (unsigned char char*)[_recvData bytes];

    int nLen = buffer[3]*256+ buffer[4];

    if([_recvData length] == (nLen+3+2+2)){

    //接收完毕,通知代理做事

    if([_mainMenuDelegate respondsToSelector:@selector(DidNotifyReadData)])

    [_mainMenuDelegateDidNotifyReadData];}}}

    6.  断开连接(disconnect)

    这个比较简单,只需要一个API就行了,代码如下:

    //主动断开设备

    -(void)disConnect {

    if(_testPeripheral !=nil) {

    NSLog(@"disConnect start");

    [manager cancelPeripheralConnection:_testPeripheral]; }}

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